Scripts/pl

Other languages:
Makrodefinicje
Wprowadzenie do środowiska Python
Spis treści
Ćwiczenie
Temat
Tworzenie skryptów
Poziom trudności
Podstawowy
Czas wykonania
Autorzy
onekk Carlo
Wersja FreeCAD
0.19
Pliki z przykładami
Zobacz również
-

Wprowadzenie

Przez tworzenie skryptów rozumiemy tworzenie obiektów topologicznych za pomocą interpretera Python dla FreeCAD. Program FreeCAD może być używany jako "bardzo dobry" zamiennik OpenSCAD, głównie dlatego, że ma prawdziwy interpreter środowiska Python, co oznacza, że ma na pokładzie prawdziwy język programowania, prawie wszystko, co można zrobić z GUI, można zrobić za pomocą skryptu Python.

Niestety informacje na temat skryptów w dokumentacji, a nawet na tej Wiki, są rozproszone i brakuje im jednolitości "pisania”, a większość z nich jest wyjaśniona w zbyt techniczny sposób.

Rozpoczęcie pracy

Pierwszą przeszkodą w łatwej drodze do tworzenia skryptów jest to, że nie ma bezpośredniego sposobu na dostęp do wewnętrznego edytora Python FreeCAD poprzez pozycję menu lub ikonę na pasku narzędzi, ale wiedząc, że FreeCAD otwiera plik z rozszerzeniem .py w wewnętrznym edytorze Python, najprostszą sztuczką jest utworzenie go w ulubionym edytorze tekstu, a następnie otwarcie go za pomocą zwykłego polecenia Plik → Otwórz.

Aby zrobić to w uprzejmy sposób, plik musi być napisany w pewnym porządku, edytor FreeCAD Python ma dobre podświetlanie składni, którego brakuje w wielu prostych edytorach, takich jak Notatnik Windows lub niektóre podstawowe edytory Linuksa, więc wystarczy napisać te kilka linijek: 

"""filename.py

   A short description of what the script does

"""

Zapisz je ze znaczącą nazwą z rozszerzeniem .py i załaduj wynikowy plik w FreeCAD, za pomocą wspomnianego polecenia Plik → Otwórz.

Minimalny przykład tego, co jest niezbędne w skrypcie, jest pokazany w tym fragmencie kodu, który można wykorzystać jako szablon dla prawie każdego przyszłego skryptu: 

"""filename.py

   First FreeCAD Script

"""

import FreeCAD
from FreeCAD import Placement, Rotation, Vector
import FreeCADGui

DOC_NAME = "Wiki_Example"
DOC = FreeCAD.newDocument(DOC_NAME)
FreeCAD.setActiveDocument(DOC.Name)

ROT0 = Rotation(0, 0, 0)
VEC0 = Vector(0, 0, 0)

# Helper function

def set_view():
    """Rearrange View."""
    if not FreeCAD.GuiUp:
        return
    doc = FreeCADGui.ActiveDocument
    if doc is None:
        return
    view = doc.ActiveView
    if view is None:
        return
    # Check if the view is a 3D view:
    if not hasattr(view, "getSceneGraph"):
        return
    view.viewAxometric()
    view.fitAll()

Powyższy kod zawiera kilka sztuczek:

Zacznijmy od małego skryptu, który wykonuje bardzo małą pracę, ale pokazuje moc tej metody. 

# Script functions

def my_box(name, len, wid, hei):
    """Create a box."""
    obj_b = DOC.addObject("Part::Box", name)
    obj_b.Length = len
    obj_b.Width = wid
    obj_b.Height = hei

    DOC.recompute()

    return obj_b

# objects definition

obj = my_box("test_cube", 5, 5, 5)

set_view()

Wpisz powyższe linie kodu po # Script functions i naciśnij zieloną strzałkę na pasku narzędzi Makrodefinicje.

Zobaczysz kilka magicznych rzeczy, otworzy się nowy dokument o nazwie "Wiki_example", a w widoku 3D zobaczysz Sześcian, taki jak na poniższym obrazku.

Test cube

Coś więcej

Nie jest to zbyt niesamowite? Tak, ale musimy od czegoś zacząć, możemy zrobić to samo z walcem, dodając te linie kodu po metodzie my_box() i przed linią: # objects definition. 

def my_cyl(name, ang, rad, hei):
    """Create a Cylinder."""
    obj = DOC.addObject("Part::Cylinder", name)
    obj.Angle = ang
    obj.Radius = rad
    obj.Height = hei

    DOC.recompute()

    return obj

Nawet tutaj nie ma nic zbyt ekscytującego. Warto jednak zwrócić uwagę na kilka osobliwości:

Co teraz zrobić z tą geometrią?

Wprowadźmy operacje logiczne. Jako przykład początkowy umieść te linie po my_cyl, to utworzy metodę dla operacji Fusion znanej również jako Union: 

def fuse_obj(name, obj_0, obj_1):
    """Fuse two objects."""
    obj = DOC.addObject("Part::Fuse", name)
    obj.Base = obj_0
    obj.Tool = obj_1
    obj.Refine = True
    DOC.recompute()

    return obj

Tutaj również nie ma nic wyjątkowego, należy jednak zwrócić uwagę na jednolitość kodowania metod; to podejście jest bardziej liniowe niż te spotykane w innych samouczkach dotyczących skryptów, ta "liniowość" znacznie pomaga w czytelności, a także w operacjach wycinania, kopiowania i wklejania.

Użyjmy geometrii, usuńmy linie poniżej sekcji kodu zaczynającej się od # objects definition i wstawmy następujące linie: 

# objects definition

obj = my_box("test_cube", 5, 5, 5)

obj1 = my_cyl("test_cyl", 360, 2, 10)

fuse_obj("Fusion", obj, obj1)

set_view()

Uruchom skrypt za pomocą zielonej strzałki, a w widoku 3D zobaczymy coś takiego:

Sześcian i cylinder.

Umiejscowienie

Koncepcja umiejscowienia jest stosunkowo złożona, zobacz poradnik samolotu, aby uzyskać bardziej dogłębne wyjaśnienie.

Zazwyczaj potrzebujemy umieścić geometrie względem siebie, podczas budowania złożonych obiektów jest to powtarzające się zadanie, najczęstszym sposobem jest użycie właściwości geometrii Placement.

FreeCAD oferuje szeroki wybór sposobów ustawiania tej właściwości, jeden jest bardziej dostosowany do drugiego w zależności od wiedzy i doświadczenia użytkownika, ale bardziej proste pisanie jest wyjaśnione w cytowanym samouczku, używa osobliwej definicji części Rotation Placement, dość łatwej do nauczenia. 

FreeCAD.Placement(Vector(0, 0, 0), FreeCAD.Rotation(10, 20, 30), Vector(0, 0, 0))

Ale ponad innymi rozważaniami, jedna rzecz jest kluczowa, geometria punkt odniesienia. Innymi słowy punkt, z którego obiekt jest modelowany przez FreeCAD, jak opisano w tej tabeli, skopiowanej z umiejscowienia:

Object Punkt odniesienia
Part.Box lewy (minx), przedni (miny), dolny (minz) wierzchołek
Part.Sphere środek kuli
Part.Cylinder środek dolnej powierzchni
Part.Cone środek dolnej powierzchni (lub wierzchołek, jeśli dolny promień wynosi 0)
Part.Torus środek torusa
Cechy wywodzące się ze szkiców cecha dziedziczy pozycję bazowego szkicu. Szkice zawsze zaczynają się od Pozycja = (0, 0, 0). Pozycja ta odpowiada punktowi położenia odniesienia.

Informacje te należy mieć na uwadze, zwłaszcza gdy musimy zastosować rotację.

Kilka przykładów może pomóc, usuń funkcję my_box i wszystkie linie po funkcji my_cyl i wstaw poniższy fragment kodu po funkcji my_cyl: 

def my_sphere(name, rad):
    """Create a Sphere."""
    obj = DOC.addObject("Part::Sphere", name)
    obj.Radius = rad

    DOC.recompute()

    return obj

def my_box2(name, len, wid, hei, cent=False, off_z=0):
    """Create a box with an optional z offset."""
    obj_b = DOC.addObject("Part::Box", name)
    obj_b.Length = len
    obj_b.Width = wid
    obj_b.Height = hei

    if cent is True:
        pos = Vector(len * -0.5, wid * -0.5, off_z)
    else:
        pos = Vector(0, 0, off_z)

    obj_b.Placement = Placement(pos, ROT0, VEC0)

    DOC.recompute()

    return obj_b

def mfuse_obj(name, objs):
    """Fuse multiple objects."""
    obj = DOC.addObject("Part::MultiFuse", name)
    obj.Shapes = objs
    obj.Refine = True
    DOC.recompute()

    return obj

def airplane():
    """Create an airplane shaped solid."""
    fuselage_length = 30
    fuselage_diameter = 5
    wing_span = fuselage_length * 1.75
    wing_width = 7.5
    wing_thickness = 1.5
    tail_height = fuselage_diameter * 3.0
    tail_position = fuselage_length * 0.70
    tail_offset = tail_position - (wing_width * 0.5)

    obj1 = my_cyl("main_body", 360, fuselage_diameter, fuselage_length)

    obj2 = my_box2("wings", wing_span, wing_thickness, wing_width, True, tail_offset)

    obj3 = my_sphere("nose", fuselage_diameter)
    obj3.Placement = Placement(Vector(0, 0, fuselage_length), ROT0, VEC0)

    obj4 = my_box2("tail", wing_thickness, tail_height, wing_width, False, 0)
    obj4.Placement = Placement(Vector(0, tail_height * -1, 0), ROT0, VEC0)

    objs = (obj1, obj2, obj3, obj4)

    obj = mfuse_obj("airplane", objs)
    obj.Placement = Placement(VEC0, Rotation(0, 0, -90), Vector(0, 0, tail_position))

    DOC.recompute()

    return obj

# objects definition

airplane()

set_view()

Wyjaśnijmy coś w kodzie:

Przykładowy samolot
Samolot obrócony
Właściwość umiejscowienia

Można łatwo zauważyć, że geometria airplane obraca się wokół swojego "barycentrum" lub "środka ciężkości", który ustaliłem na środku skrzydła, miejscu, które jest stosunkowo "naturalne", ale można je umieścić gdziekolwiek chcesz.

Pierwszy Vector(0, 0, 0) jest wektorem translacji, nieużywanym tutaj, ale jeśli zastąpisz airplane() tymi liniami: 

obj_f = airplane()

print(obj_F.Placement)

W oknie raportu pojawi się ten tekst: 

Placement [Pos=(0, -21, 21), Yaw-Pitch-Roll=(0, 0, -90)]

Co się stało?

FreeCAD przemieścił Vector(0, 0, 0), FreeCAD.Rotation(0, 0, -90), Vector(0, 0, tail_position) innymi słowy naszą definicję Umiejscowienia, która określa trzy komponenty, Przemieszczenie, Obrót i środek obrotu w "wewnętrznych" wartościach tylko dwóch komponentów, Przemieszczenie i Obrót.

można łatwo zwizualizować wartość tail_position za pomocą instrukcji print w metodzie airplane() i zobaczyć, że tak jest: 

tail_position = 21.0

Innymi słowy, środek obrotu geometrii znajduje się w Vector(0, 0, 21), ale ten środek obrotu nie jest wyświetlany w GUI, można go wprowadzić jako wartość Umiejscowienie, nie można go łatwo wyszukać.

Jest to znaczenie słowa "niewygodny", którego użyłem do zdefiniowania właściwości Umiejscowienie.


To jest kompletny przykład kodu z przyzwoitym skryptem docstring zgodnie z konwencją Google docstrings: 

"""Sample code.

Filename:
   airplane.py

Author:
    Dormeletti Carlo (onekk)

Version:
    1.0

License:
    Creative Commons Attribution 3.0

Summary:
    This is sample code written for a FreeCAD Wiki page.
    It creates an airplane shaped solid using standard "Part WB" shapes.

"""

import FreeCAD
from FreeCAD import Placement, Rotation, Vector
import FreeCADGui

DOC_NAME = "Wiki_Example"
DOC = FreeCAD.newDocument(DOC_NAME)
FreeCAD.setActiveDocument(DOC.Name)

ROT0 = Rotation(0, 0, 0)
VEC0 = Vector(0, 0, 0)

# Helper function

def set_view():
    """Rearrange View."""
    if not FreeCAD.GuiUp:
        return
    doc = FreeCADGui.ActiveDocument
    if doc is None:
        return
    view = doc.ActiveView
    if view is None:
        return
    # Check if the view is a 3D view:
    if not hasattr(view, "getSceneGraph"):
        return
    view.viewAxometric()
    view.fitAll()

# Script functions

def my_cyl(name, ang, rad, hei):
    """Create a Cylinder."""
    obj = DOC.addObject("Part::Cylinder", name)
    obj.Angle = ang
    obj.Radius = rad
    obj.Height = hei

    DOC.recompute()

    return obj

def my_sphere(name, rad):
    """Create a Sphere."""
    obj = DOC.addObject("Part::Sphere", name)
    obj.Radius = rad

    DOC.recompute()

    return obj

def my_box2(name, len, wid, hei, cent=False, off_z=0):
    """Create a box with an optional z offset."""
    obj_b = DOC.addObject("Part::Box", name)
    obj_b.Length = len
    obj_b.Width = wid
    obj_b.Height = hei

    if cent is True:
        pos = Vector(len * -0.5, wid * -0.5, off_z)
    else:
        pos = Vector(0, 0, off_z)

    obj_b.Placement = Placement(pos, ROT0, VEC0)

    DOC.recompute()

    return obj_b

def mfuse_obj(name, objs):
    """Fuse multiple objects."""
    obj = DOC.addObject("Part::MultiFuse", name)
    obj.Shapes = objs
    obj.Refine = True
    DOC.recompute()

    return obj

def airplane():
    """Create an airplane shaped solid."""
    fuselage_length = 30
    fuselage_diameter = 5
    wing_span = fuselage_length * 1.75
    wing_width = 7.5
    wing_thickness = 1.5
    tail_height = fuselage_diameter * 3.0
    tail_position = fuselage_length * 0.70
    tail_offset = tail_position - (wing_width * 0.5)

    obj1 = my_cyl("main_body", 360, fuselage_diameter, fuselage_length)

    obj2 = my_box2("wings", wing_span, wing_thickness, wing_width, True, tail_offset)

    obj3 = my_sphere("nose", fuselage_diameter)
    obj3.Placement = Placement(Vector(0, 0, fuselage_length), ROT0, VEC0)

    obj4 = my_box2("tail", wing_thickness, tail_height, wing_width, False, 0)
    obj4.Placement = Placement(Vector(0, tail_height * -1, 0), ROT0, VEC0)

    objs = (obj1, obj2, obj3, obj4)

    obj = mfuse_obj("airplane", objs)
    obj.Placement = Placement(VEC0, Rotation(0, 0, -90), Vector(0, 0, tail_position))

    DOC.recompute()

    return obj

# objects definition

airplane()

set_view()


Makrodefinicje
Wprowadzenie do środowiska Python
Spis treści
Centrum Power użytkowników